第3節(jié)大氣浮力
1.了解大氣壓是客觀存在的。
2.了解檢測大氣壓的實驗——托里拆利實驗。
3.曉得檢測大氣浮力的方式,了解大氣浮力的大小和單位。
4.了解生活中借助大氣壓的反例。
5.了解大氣浮力隨高度的變化規(guī)律及大氣壓與液體沸點的關(guān)系。
學(xué)點一:實驗證明大氣壓是否存在
提出問題:液體因為受重力作用且具有流動性,液體內(nèi)部向各個方向都有浮力。二氧化碳也受重力作用,也具有流動性,這么二氧化碳內(nèi)部是否也存在浮力呢?
活動體驗:將杯中裝滿水,用硬紙片把杯口蓋嚴(yán),用手按住硬紙片倒置過來,觀察現(xiàn)象;之后將杯口漸漸地轉(zhuǎn)入豎直位置,觀察現(xiàn)象。
閱讀材料:1654年5月8日,美國馬德堡市的居民們聽到了一件令人既驚奇又苦惱的事情:她們的校長,就是發(fā)明抽氣機(jī)的奧托·格里克,把兩個半徑三十多分米的空心銅半球貼近在一起,用抽氣機(jī)抽出球內(nèi)的空氣,之后用兩隊馬向相反的方向拉兩個半球,“連16匹馬都不能把它們拉開,當(dāng)馬耗盡了竭力把兩個半球最后拉開的時侯,還發(fā)出了很大的聲響,像鞭炮一樣。”市民們驚奇地問:“是哪些力量把它們壓合得那么緊呢?”“沒有哪些,是空氣。”市長這樣回答。而假如把銅半球上的閘閥旋緊,空氣經(jīng)球閥流入球里,用手一接球就開了。這就是知名的馬德堡半球?qū)嶒灐?span style="display:none">Mul物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
思索討論:在我們的生活中,有什么例子能說明大氣壓的存在呢?
(1)用吸管喝啤酒,先吸干管內(nèi)空氣,管內(nèi)氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管外的氣壓,啤酒在管內(nèi)外氣壓的作用下被壓進(jìn)管內(nèi),步入嘴巴。
(2)大氣浮力形成的大氣壓力把塑膠吸盤壓在光滑的墻壁。
歸納總結(jié):1.大氣浮力確實是存在的,大氣浮力簡稱或。
2.大氣浮力的形成緣由是。
學(xué)點二:大氣壓的檢測
提出問題:
(1)托里拆利實驗中玻璃管上方為何是真空?
(2)管內(nèi)水銀柱形成的浮力為何等于大氣壓的值?
(3)怎樣估算大氣壓的值?
(4)為何不用水做托里拆利實驗?
(5)玻璃管傾斜,管內(nèi)外水銀面的高度差會改變嗎?
(6)還可以用哪些方式測出大氣浮力的值?
歸納總結(jié):1.實驗中玻璃管內(nèi)的水銀面上是,管外水銀面的上方是空氣,大氣壓支持管內(nèi)的水銀柱不會落下,大氣壓的數(shù)值等于,托里拆利通過實驗檢測出管內(nèi)外水銀面的高度差為,一般把這樣的大氣壓稱作標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
2.p0==13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa,在簡略估算中,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓可以取為。
3.水銀氣壓計的特性:;金屬盒氣壓計的特性:。
4.氣壓變化時,金屬盒氣壓計的金屬盒長度,傳動機(jī)構(gòu)將這些變化轉(zhuǎn)化為表針的。
學(xué)點三:大氣壓的大小變化
實驗操作:取一個杯子,放入適量帶色的水,再取一根兩端開口的細(xì)玻璃管,在它的前面畫上刻度,使玻璃管穿過橡皮塞插入水底。從管子下端吹入少量二氧化碳,使瓶內(nèi)空氣壓強(qiáng)悍于大氣浮力,水沿玻璃管上升到瓶口以上。拿著它從樓下到樓上,觀察玻璃管內(nèi)火柱高度的變化情況。
實驗現(xiàn)象:從樓下到樓上玻璃管內(nèi)火柱變高。
實驗推論:隨著高度的減小,玻璃管內(nèi)的火柱的高度會逐步變大,表明大氣壓隨著高度的減小而逐步降低。
歸納總結(jié):1.離地面越高,大氣的密度越小大氣壓強(qiáng)實驗怎么做,大氣壓。在海拔3000m以內(nèi),大概每下降10m,大氣壓降低。
2.水的沸點在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是,隨著大氣壓的減少,水的沸點。
1.小明在玻璃杯內(nèi)盛滿水,杯口蓋上一張硬紙片,之后托住紙片,將瓶子倒置或傾斜,水都不流出,紙片也不掉下。對整個探究活動的剖析正確的是()
A.探究的問題:大氣浮力有多大
B.探究的假定:大氣對各個方向都有浮力
C.探究的目的:研究水的重力與大氣壓力的關(guān)系
D.探究的推論:大氣向各個方向的浮力相等
2.在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下做托里拆利實驗,下述各段在圖中為76cm的是()
A.df
B.ec
C.bd
D.bc
3.下述現(xiàn)象中屬于應(yīng)用大氣浮力的是()
A.使勁捏小皮球,球變癟了
B.足球撞擊在蓋帽上被彈回
C.茶具蓋上留有小孔
D.把藥液注射進(jìn)胸肌里
4.小華想用空易拉罐來證明大氣浮力的存在,下述操作能達(dá)到目的的是()
A.用手捏空易拉罐,易拉罐變癟
B.將空易拉罐密封后放在深水中,易拉罐變癟
C.讓空易拉罐從高處下落撞擊地面,易拉罐變癟
D.用注射器抽取密封易拉罐中的空氣,易拉罐變癟
5.如圖所示是檢測大氣浮力的裝置,玻璃管長約1m,槽內(nèi)裝有水銀。下述說法正確的是()
A.此裝置是一個連通器
B.第一次借助此裝置測出大氣浮力的科學(xué)家是帕斯卡
C.玻璃管豎直放置時測出的大氣浮力一定等于76cm水銀柱形成的浮力
D.將此裝置從山腳移到山頂,管內(nèi)外水銀面的高度差降低
6.如圖所示,是小強(qiáng)朋友自制的氣壓計,把它放到水平桌面上,當(dāng)外界大氣壓降低時,下述說法正確的是()
A.細(xì)管內(nèi)液柱高度上升
B.細(xì)管內(nèi)液柱高度不變
C.細(xì)管內(nèi)液柱高度增長
D.杯子對桌面的壓力增大
7.下表為不同氣壓下水的沸點
p/×105Pa
0.98
1.01
1.13
1.29
1.48
1.69
1.80
2.05
t/℃
99
100
103
107
111
115
117
121
壓力鍋工作時鍋內(nèi)二氧化碳浮力最大可達(dá)1.80×105Pa,鍋內(nèi)水的最高氣溫()
A.可達(dá)100℃
B.可達(dá)117℃
C.可達(dá)121℃
D.取決于加熱時間
8.如圖所示的實驗中吸盤都保持靜止,但所掛鉤碼已是吸盤所能提起的最大重物。下述說法正確的是()
A.甲圖中大氣對吸盤的壓力等于鉤碼的重力
B.乙圖中大氣對下邊吸盤的壓力等于鉤碼的重力的
C.借助甲圖的實驗可以粗測大氣壓的值
D.借助乙圖的實驗可以粗測大氣壓的值
9.如圖所示,為不同高度處的大氣壓值表,請從表中查出海拔高度大概為1km處的拉薩的氣壓為;測得天山上某處氣壓約為80kPa,該處的高度是。
10.馬德堡半球?qū)嶒炞C明了的存在。藥業(yè)時為了在不超過80℃的氣溫下從濾液中去除水份而提取抗菌素,采用的方式是容器內(nèi)的氣壓,使水的沸點高于80℃。
11.已知人體皮膚的表面積約1.5m2。這么,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下1.5m2的面積上遭到的大氣壓力為。人體并沒有被壓扁,是由于的緣故。(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓p=1.0×105Pa)
12.化學(xué)興趣小組的朋友想探究大氣浮力的大小,她們用來一個帶掛鉤的吸盤,將吸盤緊壓在厚玻璃板的下表面,用一個可裝細(xì)沙的購物袋(質(zhì)量不計)掛在掛鉤下。如圖所示,向袋里漸漸注入細(xì)沙直到吸盤被拉出來,由此可得到大氣壓的大小。
(1)本實驗主要的檢測器材:、;
(2)須要直接檢測的化學(xué)量:、;
(3)大氣壓的表達(dá)式p=;
(4)假如測出的大氣壓僅為0.8×105Pa,實驗中可能存在的問題是:。
參考答案
自主探究
學(xué)點一:實驗證明大氣壓是否存在
1.大氣壓氣壓
2.大氣有重力且具有流動性
學(xué)點二:大氣壓的檢測
1.真空這段水銀柱形成的浮力760mm
2.ρgh1×105Pa
3.精確但攜帶不方便攜帶便捷但不精確
4.變化偏轉(zhuǎn)
學(xué)點三:大氣壓的大小變化
1.越小100Pa
2.100℃降低
課堂檢查
1.B解析:本探究活動可以證明大氣向各個方向都有浮力,但不能檢測大氣壓的大小,B項正確。
2.B解析:在托里拆利實驗中,大氣壓能支持的水銀柱的高,是指玻璃管內(nèi)水銀面和水銀槽內(nèi)水銀面的豎直高度差,B項正確。
3.C解析:小皮球變癟了,是手的壓力使它發(fā)生了形變,A項錯誤;足球撞擊在搶斷上被彈回,是由于力的作用是互相的,B項錯誤;茶具蓋上留有小孔,可使壺內(nèi)氣壓一直與外界大氣壓相等,以便茶水流出,C項正確;把藥液注射進(jìn)胸肌里,是靠注射器活塞壓縮藥液形成的浮力完成的,D項錯誤。
4.D解析:用手捏空易拉罐,易拉罐變癟,證明力的作用療效可以使物體發(fā)生形變,A項錯誤;將空易拉罐密封后放在深水中,易拉罐變癟,證明液體浮力的存在,B項錯誤;讓空易拉罐從高處下落撞擊地面,易拉罐變癟,證明地面的彈力可以使易拉罐發(fā)生形變,C項錯誤;用注射器抽取密封易拉罐中的空氣,易拉罐變癟,證明大氣浮力使易拉罐發(fā)生形變,D項正確。
5.D解析:連通器是頂部連通、上端開口的容器,題圖中的玻璃管底部是密閉的,這套實驗裝置不是連通器,故A選項錯誤;第一次借助此裝置檢測出大氣壓的科學(xué)家是托里拆利,故B項錯誤;當(dāng)外界大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時,玻璃管內(nèi)水銀柱的高度為76cm,當(dāng)外界大氣壓發(fā)生變化時,管內(nèi)水銀柱的高度都會發(fā)生變化,故C項錯誤;大氣壓隨著高度的降低而降低,將此裝置從山腳移到山頂,高度降低,大氣壓降低,玻璃管內(nèi)外的水銀面的高度差降低,故D項正確。
6.A解析:當(dāng)外界大氣壓降低時,細(xì)管內(nèi)液柱在瓶內(nèi)氣壓的作用下將上升,A項正確,B、C兩項錯誤;杯子對桌面的壓力等于杯子、水及細(xì)管的總重力,當(dāng)外界大氣壓降低時,因為總重力不變,故杯子對桌面的壓力不變大氣壓強(qiáng)實驗怎么做,D項錯誤。
7.B解析:由表格中的數(shù)據(jù)可知,液體表面上的氣壓越大,液體的沸點也越高,當(dāng)鍋內(nèi)二氧化碳浮力達(dá)1.80×105Pa時,鍋內(nèi)水的氣溫可達(dá)117℃,液體的沸點與加熱時間無關(guān)。
8.D解析:甲圖中,擠出吸盤內(nèi)的空氣,在大氣壓的作用下,吸盤被緊緊壓在墻上上,壓力的方向是水平的,鉤碼的重力與墻面給吸盤的向下的靜磨擦力保持平衡,所以A、B、C三項錯誤;乙圖中,大氣壓力使兩吸盤緊緊壓在一起,若所掛鉤碼過多,會把兩吸盤分開,大氣壓力大小等于鉤碼的重力大小,所以用此裝置,可以粗測大氣壓的值,故D項正確。
9.答案:902
解析:由題圖可知,當(dāng)海拔高度大概為1km時對應(yīng)的氣壓為90kPa;而當(dāng)日山上某處氣壓約為80kPa時,對應(yīng)的高度為2km。
10.答案:大氣浮力增加
解析:馬德堡半球?qū)嶒炞C明了大氣浮力的存在;水的沸點隨著氣壓的減小而下降,氣壓的減少而增加,可以通過增加容器內(nèi)的氣壓,使水的沸點高于80℃。
11.答案:1.5×105人體內(nèi)也有氣壓
解析:F=pS=1.0×105Pa×1.5m2=1.5×105N;人體并沒有被壓扁是由于體內(nèi)也有氣壓,身體內(nèi)外的二氧化碳壓力的作用療效互相抵消。
12.答案:(1)刻度尺彈簧測力計(2)吸盤的半徑D細(xì)沙遭到的重力G
(4)吸盤中的空氣沒有被完全擠出;接觸面沒有處理干凈;吸盤與玻璃板接觸不緊密;存在漏水現(xiàn)象等。
解析:這是簡略檢測大氣浮力值的實驗,須要檢測吸盤的橫截面積和所受拉力,所以用到的器材有刻度尺和彈簧測力計,之后依照公式p=F/S可求出大氣壓的數(shù)值。這些檢測方式得出的數(shù)據(jù)不太精確,主要是由于吸盤中的空氣不可能被完全擠出。
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